DE2911527A1 - TONER FEEDER FOR AN ELECTROSTATIC DEVELOPMENT DEVICE - Google Patents

TONER FEEDER FOR AN ELECTROSTATIC DEVELOPMENT DEVICE

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Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf elektrostatische Kopiergeräte und betrifft insbesondere Einrichtungen zur Zuführung eines magnetischen Toners in derartigen Kopiergeräten.The invention relates to electrostatic copiers, and more particularly relates to devices for supplying a magnetic toner in such copiers.

Bei elektrostatischen Kopiergeräten wird heutzutage üblicherweise eine drehbare Magnetwalze, die von einem drehbaren nicht-magnetischen Zylinder koaxial umgeben ist, dazu verwendet, magnetischen Toner aus einem Toner-Vorrat einem Entwicklungsbereich sowie den nicht benutzten Toner durch einen Entwicklungsspalt zwischen dem Zylinder und einer Bildträgertrommel hindurch längs des Umfangs des Zylinders und der Magnetwalze zurück zu dem Toner-Vorrat zu transportieren.Electrostatic copiers nowadays usually have a rotatable magnet roller driven by a rotatable non-magnetic cylinder is coaxially surrounded, used to take magnetic toner from a toner supply a development area and the unused toner through a development gap between lengthways through the cylinder and an image carrier drum the circumference of the cylinder and the magnet roller back to the toner supply.

Ferner ist es bekannt, den Tonervorrat in einem Behälter aufzubewahren, der an seiner Unterseite eine erhebliche Öffnung aufweist, in die der Zylinder und die Magnetwalze hineinragen. Bei einer derartigen Anordnung passiert der magnetische Toner mindestens drei Spalte, bei denen der nicht-magnetische Zylinder jeweils eine Fläche bildet:It is also known to store the toner supply in a container that has a on its underside has substantial opening into which the cylinder and the magnetic roller protrude. With such an arrangement the magnetic toner passes at least three columns, with the non-magnetic cylinder each one Area forms:

(1) einen Spalt zwischen dem Ende einer oberen Wand des Tonerbehälters und dem Zylinder zur Mitnahme von Toner aus dem Behälter auf die Zylinderoberfläche;
(2) einen Spalt zwischen der Bildträgertrommel und dem Zylinder, der einen Teil des Entwicklungsbereichs bildet; und
(1) a gap between the end of a top wall of the toner container and the cylinder for taking toner from the container onto the cylinder surface;
(2) a gap between the image carrier drum and the cylinder forming part of the developing area; and

(3) einen Spalt zwischen dem Ende der unteren Wand des Tonerbehälters und dem Zylinder zur Mitnahme des nicht benutzten Toners zurück in den Toner-Vorratsbehälter. (3) a gap between the end of the lower wall of the toner container and the cylinder for driving the Return unused toner to the toner supply container.

Die Enden der oberen und der unteren Behälterwand bilden diejenige Öffnung des Behälters, in die der Zylinder mit der Magnetwalze teilweise hineinragt.The ends of the upper and lower container walls form that opening of the container into which the cylinder is inserted the magnetic roller partially protrudes.

Bei einer derartigen Anordnung besteht jedoch die Tendenz, daß beim Nachfüllen von Toner in den BehälterWith such an arrangement, however, there is a tendency that when the toner is replenished in the container

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durch die Spalte zwischen den Behälterwänden und dem nicht-magnetischen Zylinder Toner ausfließt. Ein solcher Leckfluß ist insbesondere an dem Spalt zwischen der unteren Behälterwand und dem Zylinder störend, wenn der Zylinder und die Magnetwalze stationär sind.through the gap between the container walls and the Non-magnetic cylinder toner flows out. Such a Leak flow is particularly troublesome at the gap between the lower container wall and the cylinder when the The cylinder and the magnet roller are stationary.

Der Erfindung liegt die generelle Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Toner-Zuführeinrichtungen nach dem Stand der Technik auftreten, mindestens teilweise zu beseitigen. Eine speziellere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Toner-Zuführeinrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzusehen, bei der kein Leckfluß von Toner durch die Spalte zwischen den Wänden des Toner-Vorratsbehälters und dem nicht-magnetischen Zylinder während des Nachfüllens von neuem Toner auftritt.The invention is based on the general object of addressing disadvantages such as those of comparable toner supply devices occur according to the state of the art, at least partially to be eliminated. There is a more specific object of the invention is to provide a toner supply device of the type described in the opening paragraph, in which no leakage flow from Toner through the gap between the walls of the toner supply container and the non-magnetic cylinder during refilling of new toner occurs.

Erfindungsgemäß ist dazu der Spalt zwischen der unteren Wand des Toner-Vorratsbehälters und dem Zylinder zum Zurückführen von nicht benutztem Toner in den Behälter kleiner als die maximale Transporttiefe für magnetischen Toner auf dem Zylinder und größer als der Spalt zwischen der oberen Wand des Toner-Vorratsbehälters und dem Zylinder zum Mitführen von Toner aus dem Behälter. Mit dem in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Ausdruck "maximale Transporttiefe" wird dabei diejenige Tonertiefe bezeichnet, mit der sich der Toner auf dem Zylinder transportieren läßt, ohne unter dem Einfluß der Schwerkraft von dem Zylinder abzufallen« Über diese Tiefe hinausgehendes Toner-Material fällt von dem Zylinder herunter.According to the invention, the gap between the lower wall of the toner supply container and the cylinder is for this purpose to be returned of unused toner into the container less than the maximum transport depth for magnetic toner on the cylinder and larger than the gap between the top wall of the toner hopper and the cylinder for carrying toner from the container. With the expression used in the present description "Maximum transport depth" is the toner depth with which the toner is on the cylinder can be transported without falling off the cylinder under the influence of gravity Toner material falls off the cylinder.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die einen schematischen Querschnitt durch eine Toner-Zuführeinrichtung veranschaulicht.A preferred embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, which one schematic cross section through a toner supply device illustrated.

In der Zeichnung ist mit 1 eine lichtempfindliche Trommel bezeichnet, mit 2 eine Magnetwalze, mit 3 ein nicht-magnetischer Zylinder, mit 4 ein Toner-Vorratsbehälter, mit 5 ein Reinigungsstab und mit 6 magnetischesIn the drawing, 1 denotes a photosensitive drum, 2 a magnetic roller, 3 a Non-magnetic cylinder, with 4 a toner storage container, with 5 a cleaning rod and with 6 a magnetic one

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Toner-Material. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel rotieren die Magnetwalze 2 und der Zylinder 3 in gleicher Richtung' und zwar gegen den Uhrzeigersinn, während die lichtempfindliche Trommel 1 im Uhrzeigersinn rotiert,- Der Zylinder 3 mit der dazu koaxialen Magnetwalze 2 ist in einer öffnung des Vorratsbehälters 4 angeordnet, wobei eine zylindrische Oberfläche teilweise in den Vorratsbehälter 4 hineinragt.Toner material. In the illustrated embodiment the magnetic roller 2 and the cylinder 3 rotate in the same direction ', namely counterclockwise, while the photosensitive drum 1 rotates clockwise, - The cylinder 3 with the coaxial magnetic roller 2 is arranged in an opening of the storage container 4, with a cylindrical surface partially protrudes into the reservoir 4.

Zwischen dem Zylinder 3 und dem Vorratsbehälter 4 bestehen zwei Spalte, wobei die Breite des oberen Spalts mit dl und eile des unteren Spalts mit d3 bezeichnet ist. Der Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und dem Zylinder 3 ist mit d2 bezeichnet. Die Breite d1 und die Breite d2 sind im wesentlichen gleichr während die Breite d3 kleiner ist als die maximale Transporttiefe für den. magnetischen Toner auf dem Zylinder 3 und größer als die Breite dl. Bei dem vorliegenden Gerät ist eine maximale Transport tiefe von 8 bis 10 mm zu beobachten.There are two gaps between the cylinder 3 and the storage container 4, the width of the upper gap being denoted by d1 and the width of the lower gap being denoted by d3. The gap between the photosensitive drum 1 and the cylinder 3 is denoted by d2. The width d1 and the width d2 are essentially equal to r while the width d3 is smaller than the maximum transport depth for the. magnetic toner on the cylinder 3 and larger than the width dl. With the present device, a maximum transport depth of 8 to 10 mm can be observed.

Aus dem Vorratsbehälter 4 wird der magnetische Toner 6 durch den oberen Spalt d1 herausgeführt und durch den Zylinder 3 gegen den Uhrzeigersinn transportiert. Die Magnetwalze 2, die über ihren Umfang verteilt achsparallele längliche Magnete mit abwechselnder Polarität aufweist, sucht die bipolaren magnetischen Tonerpartikel auf dem nicht-magnetischen Zylinder 3 zu drehen. Wird der Zylinder stationär gehalten, so laufen die Tonerpartikel übar die Zylinderoberfläche zur Drehrichtung der Magnetwalze entgegengesetzt. Drehen sich jedoch, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel· angenommen, die Magnetwalze und der Zylinder in gieicher Richtung, so findet die "Netto-Bewegung" des Toners in gleicher Drehrichtung wie Magnetwalze und Zylinder statt.From the supply container 4, the magnetic toner 6 is led out through the upper gap d1 and through the Cylinder 3 transported counterclockwise. The magnetic roller 2, which is axially parallel distributed over its circumference has elongated magnets with alternating polarity, seeks the bipolar magnetic toner particles to rotate on the non-magnetic cylinder 3. Will If the cylinder is held stationary, the toner particles run übar the cylinder surface to the direction of rotation of the Magnet roller opposite. However, as assumed in the illustrated embodiment, the Magnetic roller and the cylinder in the same direction, so the "net movement" of the toner takes place in the same direction of rotation like magnetic roller and cylinder instead.

Der Ausdruck "Netto-Bewegung" wird für die Bewegung des Toners um den Zylinder benutzt, da der Toner die Tendenζ hat, sich entgegengesetzt zur Drehrichtung von Magnet-The term "net movement" is used to refer to the movement of the toner around the cylinder because the toner tends to opposite to the direction of rotation of magnetic

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walze und Zylinder zu bewegen, wenn die Tonertiefe so groß ist, daß die Magnetkraft und die Reibungskraft an dem Zylinder nicht ausreichen, um den Toner in Drehrichtung von Magnetwalze und Zylinder zu transportieren. Dieses Phänomen soll weiter unten erläutert werden.roller and cylinder to move when the toner depth is like that is large that the magnetic force and the frictional force on the cylinder are insufficient to rotate the toner to be transported by magnet roller and cylinder. This phenomenon will be explained below.

Beim Transport des Toners 6 längs der Zylederoberfläche bildet sich zwischen der Trommel 1 und dem Zylinder 3 eine Toner-Anhäufung 7. Der Toner 6 in der Anhäufung 7 erreicht dabei eine Tiefe, bei der die Drehung der Tonerpartikel die äußere Schicht in einer Richtung bewegt, die zu der des Toners nahe dem Zylinder 3 entgegengesetzt ist, Daraus ergeben sich eine Zirkulation der Tonerpartikel in der Anhäufung 7 im Uhrzeigersinn und eine weiche Berührung zwischen den Tonerpartikeln der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1.When the toner 6 is transported along the cyleder surface A toner pile 7 is formed between the drum 1 and the cylinder 3. The toner 6 in the pile 7 thereby reaches a depth at which the rotation of the toner particles moves the outer layer in a direction that is opposite to that of the toner near the cylinder 3, This results in a clockwise circulation of the toner particles in the cluster 7 and a soft touch between the toner particles on the surface of the photosensitive drum 1.

Die Netto-Bewegung des magnetischen Toners 6 durch die Entwicklungszone und den Spalt d2 findet jedoch gegen den Uhrzeigersinn statt. Der nicht benutzte Toner passiert den Spalt d2 und wird mit erheblich verringerter Dicke gegen den Uhrzeigersinn weitertransportiert und durch den Spalt d3 in den Vorratsbehälter 4 zurückgeführt.However, the net movement of the magnetic toner 6 through the development zone and gap d2 is opposed clockwise instead. The unused toner passes through the gap d2 and becomes significantly reduced in thickness It is transported further counterclockwise and returned to the storage container 4 through the gap d3.

Wieder in dem Vorratsbehälter 4 wird der Toner 6 dicht an dem Zylinder 3 gegen den Uhrzeigersinn weitergeführt, während die von der Zylinderoberfläche weiter entfernten Tonerpartikel sich im Uhrzeigersinn bewegen und damit eine Toner-Zirkulation in dem Vorratsbehälter ergeben. Da der magnetische Toner 6 in dem Vorratsbehälter 4 auf diese Weise ständig umgerührt oder umgewälzt wird, werden Koagulation, Klumpen- und Brückenbildung verhindert.Again in the storage container 4, the toner 6 is continued counterclockwise close to the cylinder 3, while those farther away from the cylinder surface Toner particles move clockwise and thus result in toner circulation in the storage container. Since the magnetic toner 6 in the storage container 4 on this Way is constantly stirred or circulated, coagulation, clumping and bridging are prevented.

Gelegentlich koaguliert der magnetische Toner jedoch an dem Zylinder 3. Um dem abzuhelfen, ist in dem Vorratsbehälter nahe der Zylinderoberfläche der Reinigungsstab 5 vorgesehen. Dieser Stab 5 streift jedweden sich an dem Zylinder 3 anlagernden magnetischen Toner 6 ab. Die abgestreiften Tonerpartikel gelangen auf diese Weise in den Tonervorrat innerhalb des Behälters 4 und werden den obenOccasionally, however, the magnetic toner coagulates on the cylinder 3. To remedy this, is in the reservoir near the cylinder surface of the cleaning rod 5 intended. This rod 5 wipes off any magnetic toner 6 attached to the cylinder 3. The stripped In this way, toner particles get into the toner supply inside the container 4 and become the above

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

beschriebenen im und gegen den Uhrzeigersinn wirkenden Kräften unterworfen.are subjected to the clockwise and counterclockwise forces described.

Im folgenden werden die Abmessungen und Werte für ein spezielles Ausführungsbeispiel einer Toner-Zuführeinrichtung für ein elektrostatisches Entwicklungsgerät angegeben:The following are the dimensions and values for a specific embodiment of a toner supply device specified for an electrostatic developer:

lichtempfindliche Trommel: Selentrommel mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 100 mm/s; Zylinder? nicht-rostender Stahlphotosensitive drum: selenium drum with a Circumferential speed of about 100 mm / s; Cylinder? Stainless steel

mit einem Außendurchmesser von 32 mm und einer Drehzahl von etwa 70 min ;with an outer diameter of 32 mm and a speed of about 70 min;

Magnetwaüze: isotroper BariumferritMagnetic roller: isotropic barium ferrite

nit einem Außendurchmesser von 29 mm, einer Polzahl von 8 und einer Drehzahl von etwa 1200 min ; Magnetflußdichte an der Zylinderoberfläche etwa 0,05 T;
magnetischer Toner: 60 % Magnetit, Rest Kunstharz und Kohlenstoff, mit einem spezifischen
With an outside diameter of 29 mm, a number of poles of 8 and a speed of about 1200 min; Magnetic flux density at the cylinder surface about 0.05 T;
magnetic toner: 60% magnetite, the rest synthetic resin and carbon, with a specific

1 2 Volumenwiderstand von etwa 101 2 volume resistance of about 10

Spalt d1: 0,5 mm;Gap d1: 0.5 mm;

Spalt d2: 0,6 mm;Gap d2: 0.6 mm;

Spalt d3: 4 mm;Gap d3: 4 mm;

maximale magnetische Transporttiefe auf dem Zylinder: etwa 8 mm.maximum magnetic transport depth on the cylinder: approx. 8 mm.

Dadurch, daß der untere Spalt d3 kleiner gemacht wird als die maximale Transporttiefe für den magnetischen Toner auf dem Zylinder 3, läßt sich ein Auslaufen von Toner durch den unteren Spalt d3 beseitigen. Indem ferner die Breite d3 größer gemacht wird als die Breite d1, kann eine unerwünschte Bildung einer Toner-Anhäufung am Einlaufspalt d3 verhindert werden. Beim Einfüllen von Toner von der Oberseite des Vorratsbehälters 4 hier zu einem Zeitpunkt, zu dem die Magnetwalze 2 und der Zylinder 3 stationär sind, wird somit ein Auslaufen von Toner durch die Spalte zwischen den Wänden des Toner-Vorratsbehälters und dem Zylinder verhindert; gleichzeitig wird jedwede sich etwa ergebendeBy making the lower gap d3 smaller than the maximum transport depth for the magnetic toner on the cylinder 3, toner leakage through the lower gap d3 can be eliminated. In addition, the Making the width d3 larger than the width d1 can result in undesirable formation of a toner build-up at the inlet gap d3 can be prevented. When filling toner from the top of the storage container 4 here at a time at which the magnet roller 2 and the cylinder 3 are stationary, there is thus a leakage of toner through the nips prevented between the walls of the toner supply container and the cylinder; at the same time any resulting

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T oner-Schwel le am Spalt d.3 vermieden.T oner threshold at gap d.3 avoided.

Die obige Beschreibung zeigt, daß sich erfindungsgemäß eine Magnettoner-Zuführeinrichturig für ein elektrostatisches Entwicklungsgerät bauen läßtf das einfachen Aufbau, geringe Herstellkosten, breite Anwendbarkeit und weitere vorteilhafte Eigenschaften, aufweist.The above description shows that the present invention is a magnetic toner Zuführeinrichturig for an electrostatic developing apparatus can build f the simple structure, low manufacturing cost, wide applicability and other advantageous properties,.

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Claims (3)

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS SCHIFF ν. FÜNER STIEHL SCHÜSEL-HOFP EBBINGHAUS FINCKSHIP ν. FÜNER STIEHL SCHÜSEL-HOFP EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÜNCHEN 95MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MUNICH 9O POST ADDRESS: POST BOX 95 O1 6O, D-8OOO MUNICH 95 Hitachi Metals, Ltd.Hitachi Metals, Ltd. DEA-587O 23. März 1979DEA-587O March 23, 1979 Toner-Zuführeinrichtung für ein elektrostatischesToner feeder for an electrostatic PatentansprücheClaims Toner-Zuführeinrichtung für ein Entwicklungsgerät mit einem eine Öffnung aufweisenden Toner-Vorratsbehälter, einem in der Öffnung angeordneten, drehbaren, nicht-magnetischen Zylinder, dessen Zylinderfläche teilweise in den Vorratsbehälter hineinragt, sowie einer in dem Zylinder angeordneten drehbaren Magnetwalze, die dazu dient, magnetischen Toner aus dem Vorratsbehälter herauszuführen, längs dem Zylinder in Kontakt mit einem Träger für elektrostatische latente Bilder zu transportieren und den nicht benutzten Toner wieder in den Vorratsbehälter zurückzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (d3) eines zwischen einer Wand des Vorratsbehälters (4) und dem Zylinder (3) bestehendes Spaltes zur Rückführung des nicht benutzten Toners (6) in den Vorratsbehälter (4)Toner supply device for a developing device with a toner supply container having an opening, a rotatable, non-magnetic cylinder arranged in the opening, the cylindrical surface of which partially protrudes into the storage container, as well as a rotatable magnetic roller arranged in the cylinder, the serves to feed magnetic toner out of the hopper along the cylinder in contact with a Carrying electrostatic latent image carriers and returning the unused toner to the storage container, characterized in that the width (d3) a gap between a wall of the storage container (4) and the cylinder (3) for return of the unused toner (6) in the storage container (4) kleiner ist als die maximale Transporttiefe des Toners auf dem Zylinder (3) und größer als die Breite (d1) eines zwischen einer Wand des Vorratsbehälters (4) und dem Zylinder (3) bestehenden Spaltes zur Entnahme von Toner (6) aus dem Vorratsbehälter (4).is smaller than the maximum transport depth of the toner on the cylinder (3) and larger than the width (d1) a gap between a wall of the storage container (4) and the cylinder (3) for removal of toner (6) from the storage container (4). r~r ~ 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) und die Magnetwalze (2) in gleicher Richtung rotieren.2. Device according to claim 1, characterized in that that the cylinder (3) and the magnetic roller (2) rotate in the same direction. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vorratsbehälter (4) nahe dem Zylinder (3) ein Stab (5) zum Abstreifen von an dem Zylinder (3) angelagertem Toner (6) angeordnet ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that in the storage container (4) near the cylinder (3) a rod (5) for stripping off the cylinder (3) attached toner (6) is arranged. 909839/095$909839 / $ 095
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